Synergism in Mixed Anionic–Amphoteric Surfactant Solutions: Influence of Anionic Surfactant Chain Length Translated title: Synergismus in anionisch-amphoter gemischten Tensidlösungen: Einfluss der Kettenlänge des anionischen Tensids

Abstract

The influence of chain length on the composition of mixed micelles in binary mixtures of N,N-dimethyldodecylamine oxide (DDAO) and sodium decyl-, sodium dodecyl- and sodium tetradecylsulfate (abbreviated as SDeS, SDS and STS, respectively) has been determined at 30°C. From the surface tension measurements, the critical micelle concentration (cmc) data were measured as a function of mixing composition. Cmc-values were then analyzed according to regular solution model. The composition of mixed micelles, the interaction parameter (β) and the activity coefficients were evaluated from the regular solution model for the all anionic-amphoteric mixed systems. The interaction parameter values indicated a synergistic interaction between DDAO and the three anionic surfactants at all mole fractions to be due to an overall attractive interaction in the mixed micelles. The strength of the interaction between the amphoteric surfactant and the sodium alkyl sulfate in three mixed systems obeys the following order: SDeS/DDAO > SDS/DDAO > STS/DDAO suggesting that the decrease in the length of anionic surfactant alkyl chain results in a stronger interaction with DDAO. On the other hand, the viscosity data reveals a viscosity increasing trend of STS/DDAO > SDS/DDAO > SDeS/DDAO.

Kurzfassung

Der Einfluss der Kettenlänge auf die Zusammensetzung von Mischmizellen in binären Mischungen von N,N-Dimethyldodecylaminoxid (DDAO) und Natriumdecyl- sowie Natriumdodecyl- und Natriumtetradecylsulfat (SDeS, SDS und STS) wurde bei 30°C bestimmt. Aus den Messungen der Oberflächenspannung wurden die kritischen Mizellbildungskonzentrationen (cmc) als Funktion der Mischanordnung bestimmt. Die cmc-Werte wurden dann dem regulären Lösungsmodell entsprechend analysiert. Die Zusammensetzung der Mischmizellen, der Wechselwirkungsparameter (β) und die Aktivitätskoeffizienten wurden für alle anionisch-amphoteren Mischsysteme aus dem regulären Lösungsmodell bewertet. Die Werte der Wechselwirkungsparameter zeigen eine synergistische Wechselwirkung zwischen DDAO und den drei anionischen Tensiden bei allen Molenbrüchen, aufgrund der allgemeinen Anziehungswechselwirkung in den Mischmizellen. Die Stärke der Wechselwirkung zwischen den amphoteren Tensiden und Natriumalkylsulfat gehorchen in drei Mischsystemen der Reihenfolge: SDeS/DDAO > SDS/DDAO > STS/DDAO, was darauf hinweist, dass eine Verkürzung der anionischen Tensidalkykettenlänge eine stärkere Wechselwirkung mit DDAO bewirkt. Andererseits zeigen die Viskositätswerte eine Viskositätszunahme in Richtung STS/DDAO > SDS/DDAO > SDeS/DDAO.